CC BY
32
УДК 622.692.4.004.67
https://doi.org/10.24412/0131-4270-2021-4-60-63
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА БИТУМНОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ РЕМОНТА ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ
DETERMINATION OF THE COMPOSITION OF BITUMEN INSULATION COATING FOR PIPELINE INSULATION REPAIR
Абдуллин Н.В.1, Рафиков С.К.1, Коробкова В.М.2
1 Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, Россия
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1721-3622, E-mail: NailAbd@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1721-3622, E-mail: st-ftt@mail.ru
2 АО «Институт нефтехимпереработки», 450065, г. Уфа, Россия E-mail: st-ftt@mail.ru
Резюме: На сегодняшний день существуют различные изоляционные покрытия для ремонта и изоляции трубопроводов. Появляется необходимость нахождения состава битумного изоляционного покрытия для выборочного ремонта изоляции и оптимизации технологических процессов, которыми можно добиться уменьшения трудозатрат и времени на проведение ремонтных работ. В статье представлены результаты практических исследований подбора состава изоляционного покрытия. Состав является авторским.
Ключевые слова: изоляционное покрытие, состав для ремонта изоляции трубопроводов, нефтяной битум, нефтеполимерная смола, ингибитор коррозии, наполнитель, добавки.
Для цитирования: Абдуллин Н.В., Рафиков С.К., Коробкова В.М. Определение состава битумного изоляционного покрытия для ремонта изоляции трубопроводов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2021. № 4. С. 60-63.
D0I:10.24412/0131-4270-2021-4-60-63
Nail V. Abdullin1, Salavat K. Rafikov1, Valiya M. Korobkova2
1 Ufa State Petroleum Technological University, 450062, Ufa, Russia
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1721-3622, E-mail: NailAbd@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1721-3622, E-mail: st-ftt@mail.ru
2 Institute of Petrochemical Processing JSC, 450065, Ufa, Russia E-mail: st-ftt@mail.ru
Abstract: To date, there are various insulation coatings for the repair and insulation of pipelines. There is a need to find the composition of the bitumen insulation coating for selective repair of insulation optimization of technological processes, which, among other things, can be achieved by reducing labor costs and time for carrying out repair work. The article presents the results of practical studies of the selection of the composition of the insulation coating. The composition is copyrighted.
Keywords: insulation coating, composition for repair of pipeline insulation, petroleum bitumen, petroleum polymer resin, corrosion inhibitor, filler, additives.
For citation: Abdullin N.V., Rafikov S.K., Korobkova V.M. DETERMINATION OF THE COMPOSITION OF BITUMEN INSULATION COATING FOR PIPELINE INSULATION REPAIR. Transport and Storage of Oil Products and Hydrocarbons. 2021. no. 4, pp. 60-63.
DOI:10.24412/0131-4270-2021-4-60-63
Целью исследований является поиск состава битумного [1] изоляционного покрытия [2] с добавлением различных наполнителей (добавок), повышающих переходное сопротивление, прочность покрытия, адгезию. Состав [3] должен наноситься в холодном состоянии и начинать твердеть при температуре окружающей среды.
Состав является смесью лакового битума и наполнителей (нефтеполимерной смолы, асфальта деасфальтиза-ции нефтяных остатков бензином и бутаном, наполнителя -отхода каталитического крекинга ОАО «УНПЗ», ингибитора коррозии ИКБ-2-2 с разным процентным содержанием) [4] . В качестве растворителя использовали ксилол. Состав был приготовлен в отделе битумов Института нефтехимпереработки (ИНХП), г. Уфа.
Для улучшения свойств битума в высокоплавкий битум добавляли различные наполнители (добавки). С целью упрощения технологии, при приготовлении в состав на основе нефтяного битума вводили не больше 4-5 добавок.
Разработанный состав наносится в холодном состоянии [5]. При выборе состава для ремонта изоляции трубопроводов (СРИТ) были проведены экспериментальные исследования по определению влияния добавок на эксплуатационные свойства покрытий для достижения покрытием переходного сопротивления, прочности, адгезии, согласно требованиям нормативных документов. Были приготовлены составы
с разным процентным содержанием добавок (ингибитора коррозии (ИКБ 2-2), нефтеполимерной смолы (НПС), наполнителя (отход каталитического крекинга ОАО «УНПЗ»)).
Были получены графики влияния процентного содержания добавок на основные показатели покрытия (рис. 1-3).
Основные показатели покрытия определялись согласно [6] в лаборатории кафедры сооружения и ремонта газонефтепроводов и газонефтехранилищ УГНТУ. Переходное сопротивление определялось методом мокрого контакта, адгезия - адгезиметром СМ-1, ударная прочность - с использованием ударного приспособления.
После проведенных экспериментов выявлено:
- при увеличении содержания нефтеполимерной смолы с 4,5 до 9% переходное сопротивление покрытия понижается в 1,1-1,6 раза; уменьшается адгезия покрытия к металлу в 1,1-1,3 раза; в 1,3-1,4 раза увеличивается ударная прочность покрытия;
- повышение содержания наполнителя (использовался отход каталитического крекинга ОАО «УНПЗ») с 3 до 5% приводит: к незначительному изменению адгезии покрытия к металлу; в 1,6-1,8 раза уменьшается переходное сопротивление; в 1,2-1,4 раза увеличивается ударная прочность покрытия;
- повышение ингибитора коррозии с 2 до 4% приводит: в 1,2-1,4 раза возрастает переходное сопротивление
Рис. 1. Зависимости основных показателей покрытия от содержания нефтеполимерной смолы, %: а -сопротивление переходное; б - адгезия; в - прочность ударная без армирования; И - ингибитор коррозии, %; Н - наполнитель, %, А - асфальтит, %о
7
° 6
аз ® с
^о 5
1 Я
4
со о
СРИТ 2И-5Н-4А
0,31
СО О,29
0,27
г со Ф 0,25
5 0,23
0,21
0,19
2,8
Л 2,6
ГС 2,4
го I о 2,2
го р 2
_0 1,8
о о 1,6
X Цп 1,4
^ с 1,2
1
7
НПС, %
7
НПС, %
7
НПС, %
Т 4И-3Н-4А
Рис. 2. Зависимости основных показателей покрытия от содержания наполнителя, %: а - сопротивление переходное; б - адгезия; в - прочность ударная без армирования; С - смола нефтеполимерная, %; И -ингибитор коррозии, %; А - асфальтит, %
7
! 6
- 8 5
! 8 4
I о
т - 3
' 5 2
^ 1
{14
СРИТ 7С
СРИТ 4
5С-4И-4А
-4И-4А
СРИТ 9С-4И-4А
2,5
3,5 4 4,5 5
Содержание наполнителя, %
б О,29
О,27
ГО а О,25
те О , 23
г
ф О,21
О,19
О,17
О,15
СРИТ 4
СРИТ 7С-
СРИТ 9С-4И-4А
2,5
2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2
ИТ 4,5С-4И-4А
2,5
5,5
3,5 4 4,5 5 5,5
Содержание наполнителя, %
3,5 4 4,5 5 5,5
Содержание наполнителя, %
а
а
4
5
О
О
б
3
4
8
9
О
в
3
в
8
9
О
3
Рис. 3. Зависимости основных показателей покрытия от ингибитора коррозии, %: а - сопротивление переходное; б - адгезия; в - прочность ударная без армирования; С - нефтеполимерная смола, %; Н -наполнитель, %; А - асфальтит, %
4
8,5
8
6,5 6
2,5
2
0,5 0
2,5
СРИТ 4,5С-
5Н-4А О
СРИТ 9
С-5Н-4А
6,5 8 8,5 4
Ингибитор коррозии, %
4,5
0,82
го 0,69
^ 0,67
те 0,65
со СП 0,68
0,62
0,29
0,27
0,25
в 6,8
* 6,6
|=1 6,4
1— о 6,6
ц- 6
С 2,8
^ ГО 2,6
^ ГО 2,4
5? 2,6
2,5
2,5
ЙСРИТ 4,5С -5Н-4А
П---
---Р --У
СРИТ 9 С-5Н-4А СРИТ 7С-5Н-4А~Е
\ £
6,5 8 8,5
Ингибитор коррозии, %
6,5 8 8,5
Ингибитор коррозии, %
4,5
4,5
б
6
4
а
6
6
4
202 1
61
покрытия; адгезия покрытия к металлу становится меньше в 1,1-1,4 раза; практически не изменяется ударная прочность покрытия.
Для опытно-промышленных испытаний был приготовлен состав СРИТ 4,5С-2И-3Н-4А [7] с наилучшим содержанием добавок с целью достичь показателей, которые находились бы в пределах, удовлетворяющих требованиям норматив-
ных документов [8], %:
- лаковый битум - 40,55
- нефтеполимерная смола - 4,95
- асфальт деасфальтизации
нефтяных остатков бензином и бутаном - 4
- ИКБ 2-2 - 2
- отход каталитического крекинга
ОАО «УНПЗ» - наполнитель - 3
- растворитель - ксилол - 45,5
Установлены эксплуатационные показатели покрытия с использованием состава СРИТ 4,5С-2И-3Н-4А. Для повышения ударной прочности покрытия производилось армирование состава стеклотканями различных марок производства ЗАО «Стеклонит».
Полученное покрытие СРИТ 4,5С-2И-3Н-4А соответствует требованиям нормативных документов. При нанесении состава в два слоя и армировании стеклотканью, достигается требуемая ударная прочность покрытия. Для состава была разработана методика испытаний композиции СРИТ на участках ремонта изоляции трубопроводов ООО «Газпром трансгаз Уфа».
На участках газопровода Уренгой-Петровск (1843 км) Полянского ЛПУ ООО «Газпром Трансгаз Уфа» были
проведены опытно-промышленные испытание. Получено покрытие, полностью соответствующее требованиям нормативных документов для покрытий нормального типа, которое показало хорошие результаты.
Даны рекомендации к использованию состава СРИТ для выборочного ремонта изоляции.
Выводы
1. При повышении в составе с 4,5 до 9% нефтеполи-мерной смолы несколько увеличивается ударная прочность покрытия, это может помочь при незначительном несоответствии последней требованиям нормативных документов; кроме того, уменьшаются переходное сопротивление и адгезия покрытия к металлу, это также может сыграть положительную роль, если они не удовлетворяют требованиям нормативных документов для покрытий нормального типа. Наилучшее содержание НПС в составе - 4,5%.
2. При увеличении с 3 до 5% наполнителя в составе немного увеличивается ударная прочность покрытия; адгезия покрытия к металлу изменяется незначительно; переходное сопротивление покрытия изменяется и становится меньше требуемого. По результатам было определено лучшее содержание наполнителя в составе - 3%.
3. При повышении с 2 до 4% ингибитора коррозии в составе ударная прочность покрытия снижается и становится ниже требований для изоляционных покрытий; понижается адгезия покрытия к металлу; незначительно возрастает переходное сопротивление. Наилучшее содержание ингибитора коррозии в составе - 2%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Битумные материалы (асфальтены, смолы, пеки) / под ред. А. Дж. Хойберга. пер. с англ. М.: Химия, 1974. 248 с. Воронин В.И., Воронина Т.С. Изоляционные покрытия подземных нефтегазопроводов / под ред. В.Л. Березина. М.: ВНИИОЭНГ, 1990. 196 с.
А.С. № 2031914 C08L95/00 Состав для изоляционного покрытия подземного трубопровода и способ ремонта изоляционного покрытия / Гимаев Р.Н., Ведерникова Т.Г., Рафиков С.К., Ведерников С.Л. Опубл.: 1995. Бюл. № 9.
Патент РФ № 2202583 МПК C09D157/02, C09D195/00 Состав для изоляционного покрытия и ремонта подземных трубопроводов / Рафиков С.К., Абдуллин Н.В., Коробкова В.М. и др. Опубл. 20.04.03. Бюл. № 11. Велиюлин И.И. Современные технические решения по ремонту газопроводов // Мат. НТС ОАО «Газпром». Т. 1. М.: ИРЦ Газпром, 2004. 131 с.
ГОСТ Р 51164-98. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования защиты от коррозии. Патент РФ № 2183783 МПК F16L1/028 Способ ремонта антикоррозионной изоляции подземных трубопроводов / Мустафин Ф.М.,. Абдуллин Н.В, Рафиков С.К. и др. Опубл.: 20.06.02. Бюл. № 17. ГОСТ 9.602-2016 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии.
REFERENCES
1. Bitumnyye materialy(asfal'teny, smoly, peki) [Bituminous materials (asphaltenes, resins, pitches)]. Moscow, Khimiya Publ., 1974. 248 p.
2. Voronin V.I, Voronina T.S. Izolyatsionnyye pokrytiya podzemnykh neftegazoprovodov [Insulation coatings for underground oil and gas pipelines]. Moscow, VNIIOENG Publ., 1990.196 p.
3. Gimayev R.N., Vedernikova T.G., Rafikov S.K., Vedernikov S.L. A.S. Sostav dlya izolyatsionnogo pokrytiya podzemnogo truboprovoda i sposob remonta izolyatsionnogo pokrytiya [Composition for the insulating coating of an underground pipeline and a method for repairing the insulating coating]. Patent RF, no. 2031914, 1995.
4. Rafikov S.K., Abdullin N.V., Korobkova V.M. Sostav dlya izolyatsionnogo pokrytiya i remonta podzemnykh truboprovodov [Composition for insulating coating and repair of underground pipelines]. Patent RF, no. 2202583, 2003.
5. Veliyulin I.I. Sovremennyye tekhnicheskiye resheniya po remontu gazoprovodov. Materialy NTS OAO «Gazprom». T. 1 [Modern technical solutions for the repair of gas pipelines. Materials of Gazprom NTS OJSC. Vol. 1]. Moscow, IRTS Gazprom Publ., 2004. 131 p.
6. G OST R 51164-98. Truboprovody stal'nyye magistral'nyye. Obshchiye trebovaniya zashchity ot korrozii [State Standard R 51164-98. Steel pipe mains. General requirements for corrosion protection].
Mustafin F.M.,. Abdullin N.V, Rafikov S.K. Sposob remonta antikorrozionnoy izolyatsii podzemnykh truboprovodov [Method of repairing the anticorrosive insulation of underground pipelines]. Patent RF, no. 2183783, 2002. GOST 9.602-2016 Yedinaya sistema zashchity ot korrozii i stareniya. Sooruzheniya podzemnyye. Obshchiye trebovaniya k zashchite ot korrozii [State Standard 9.602-2016. Unified system of corrosion and ageing protection. Underground constructions. General requirements for corrosion protection].
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Абдуллин Наил Винерович, к.т.н., доцент кафедры сооружения и ремонта газонефтепроводов и газонефтехранилищ, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Рафиков Салават Кашфиевич, к.т.н., доцент кафедры сооружения и ремонта газонефтепроводов и газонефтехранилищ, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Коробкова Валия Мансуровна, к.т.н., завотделом битумов, Институт нефтехимпереработки.
Nail V. Abdullin, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of
Construction and Repair of Oil and Gas Pipelines and Gas and Oil Storage
Facilities, Ufa State Petroleum Technological University.
Salavat K. Rafikov, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of
Construction and Repair of Oil and Gas Pipelines and Gas and Oil Storage
Facilities, Ufa State Petroleum Technological University.
Valiya M. Korobkova, Cand. Sci. (Tech.), Head of Bitumen Department,
Institute of Petrochemical Processing
